[发明专利]一种用于正激变换器中变压器与电感集成的EPC磁芯

说明书

本发明公开了一种用于正激变换器中变压器与电感集成的EPC磁芯，目的在于，实现变压器绕组和电感绕组的磁集成，减小系统的体积和重量，节约电源安装空间并降低了系统成本，所采用的技术方案为：包括两个结构相同的磁芯，磁芯包括磁芯主轭，磁芯主轭两端对称设置有左旁轭和右旁轭，磁芯主轭上设置有磁芯中柱，磁芯中柱内开设有贯穿磁芯中柱和磁芯主轭的孔隙，所述两个磁芯沿磁芯中柱顶面轴向对称对接，两个磁芯的孔隙连通，电感绕组穿过孔隙沿磁芯中柱径向绕制，高压绕组和低压绕组沿磁芯中柱轴向绕制，且高压绕组和低压绕组绕制在磁芯中柱和电感绕组外，高压绕组绕制在低压绕组外。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种用于正激变换器中变压器与电感集成的EPC磁芯。

背景技术

对于常规隔离型正激变换器而言，隔离变压器和滤波电感作为分立磁性元件，分别依附于独立RM磁芯。因此，要实现隔离型正激变换器体积和重量的减小，方法之一便是将隔离变压器和滤波电感集成在一副磁芯上。传统的磁集成方案主要基于E型和I型磁芯，然后利用E型磁芯的旁轭部分和中柱部分来构造绕组绕制方式的多样性，从而实现变压器和电感的解耦磁集成。通常有以下两种磁芯结构：1.采用1个E型磁芯和1个I型磁芯的组合方式；2.采用2个E型磁芯的组合方式。

其中，第一种结构可以实现两种不同的磁集成方式。一是若E型磁芯的中柱为低磁阻磁路，将变压器绕组绕制在左侧旁轭柱，将电感绕组绕制在右侧旁轭柱，这样便实现变压器和电感的解耦集成；一是在E型磁芯中柱开气隙，将变压器绕组分别绕制在左、右旁轭柱，将电感绕组绕制在中柱，气隙用于能量的储存。第二种双E型磁芯结构，实现磁集成的方式是将变压器一次侧绕组分成两段绕制于上侧E型磁芯左侧旁轭柱，将变压器二次侧绕组绕制于下侧E型磁芯的左侧旁轭柱，将电感绕组绕制于上侧E型磁芯的右侧旁轭柱。

相较于EI型磁芯，EPC磁芯具有热阻小、衰减小、功率大、工作频率宽、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点，广泛用于小体积、大功率且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器等装置或场合。由于EPC磁芯的封装是基于配套骨架的卧式安装，且EPC磁芯的旁轭柱不规则，基于E型和I型的磁集成方案难以适用于EPC型磁芯。

多电飞机、舰船推进系统等应用场合都对开关电源的小型轻量化提出了极高的要求，且随着EPC型磁芯在隔离型正激变换器中的广泛应用。亟需从磁芯本体设计的角度出发，提出一种能够实现变压器绕组与滤波电感绕组集成的新型EPC磁芯，从而降低整个功率变换系统的体积和重量。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种用于正激变换器中变压器与电感集成的EPC磁芯，实现了变压器绕组和电感绕组的磁集成，减小了系统的体积和重量，节约了电源安装空间并降低了系统成本。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括两个结构相同的磁芯，磁芯包括磁芯主轭，磁芯主轭两端对称设置有左旁轭和右旁轭，磁芯主轭上设置有磁芯中柱，磁芯中柱内开设有贯穿磁芯中柱和磁芯主轭的孔隙，所述两个磁芯沿磁芯中柱顶面轴向对称对接，两个磁芯的孔隙连通，电感绕组穿过孔隙沿磁芯中柱径向绕制，高压绕组和低压绕组沿磁芯中柱轴向绕制，且高压绕组和低压绕组绕制在磁芯中柱和电感绕组外，高压绕组绕制在低压绕组外。

所述磁芯中柱的侧面上沿轴向开设有贯穿磁芯中柱和磁芯主轭的气隙，且气隙与孔隙相通，两个磁芯对接后的气隙连通，电感绕组穿过孔隙沿磁芯中柱径向绕制并包覆气隙。

所述磁芯中柱包括两端的侧面，以及中间的外侧面和内侧面，两端侧面为半圆弧面，中间的外侧面和内侧面为平面，磁芯中柱的外侧面与左旁轭、右旁轭和磁芯主轭的侧面齐平，气隙开设在磁芯中柱的外侧面上。

所述磁芯中柱与左旁轭和右旁轭等高，磁芯中柱与左旁轭和右旁轭的顶面齐平。

所述孔隙的截面与磁芯中柱的截面相同。

所述孔隙的长度为4.6±0.15mm，最大宽度为1.05mm。